CN102537924A

CN102537924A - 670mw超临界塔式褐煤锅炉

Info

Publication number: CN102537924A
Application number: CN2012100233089A
Authority: CN
Inventors: 张彦军; 于泽忠; 夏良伟; 宋宝军
Original assignee: Harbin Boiler Co Ltd
Current assignee: Harbin Boiler Co Ltd
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2012-07-04

Abstract

670MW 超临界塔式褐煤锅炉。我国在内蒙地区以及周边地区加快建设大型褐煤大容量电站是势在必行的。本产品其组成包括：塔式布置的炉体（ 1 ），炉体外圈具水冷壁（ 11 ），水冷壁经过烟道连接空气预热器（ 16 ），水冷壁通过汽水分离器（ 9 ）连接储水箱（ 7 ），燃烧器安装在水冷壁内侧四面墙上，水冷壁内部从上至下依次布置有省煤器（ 3 ）、低温再热器（ 2 ）、二级过热器（ 5 ）、高温再热器（ 6 ）、末级过热器（ 4 ）、一级过热器（ 8 ），省煤器连接水冷壁，水冷壁连接分离器，分离器连接一级过热器，一级过热器连接二级过热器，二级过热器连接末级过热器，低温再热器连接高温再热器。本产品用于超临界塔式褐煤锅炉。

Description

670MW超临界塔式褐煤锅炉

技术领域：

本发明涉及一种670MW超临界塔式褐煤锅炉。

背景技术：

目前燃用高水分、高挥发分、低热值的褐煤，常规的中速磨制粉系统不能够满足褐煤燃烧的要求，必须采用风扇磨制粉系统，采用锅炉烟气作为制粉干燥剂，才能保证锅炉安全、稳定的运行。

由于我国褐煤储藏主要在内蒙，矿区集中，储量大，大部分适宜于露天开采，因此在内蒙地区以及周边地区加快建设大型褐煤大容量电站是势在必行的。

发明内容：

本发明的目的是提供一种具有大风箱结构的主燃烧器的670MW超临界塔式褐煤锅炉。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

670MW超临界塔式褐煤锅炉,其组成包括：塔式布置的炉体，所述的炉体外圈具水冷壁，所述的水冷壁经过烟道连接空气预热器，所述的水冷壁通过汽水分离器连接储水箱，燃烧器安装在所述的水冷壁内侧四面墙上，所述的水冷壁内部从上至下依次布置有省煤器、低温再热器、二级过热器、高温再热器、末级过热器、一级过热器，所述的省煤器连接水冷壁，所述的水冷壁连接分离器，所述的分离器连接一级过热器，所述的一级过热器连接二级过热器，所述的二级过热器连接末级过热器，所述的低温再热器连接高温再热器。

所述的670MW超临界塔式褐煤锅炉,所述的烟道包括炉膛出口烟道，所述的炉膛出口烟道连接预热器入口烟道，所述的预热器入口烟道连中装有空气预热器，所述的一级过热器、二级过热器和末级过热器以及低温再热器、高温再热器均采用水平布置。

所述的670MW超临界塔式褐煤锅炉,所述的燃烧器包括SOFA燃烧器和主燃烧器，所述的水冷壁包括垂直管圈水冷壁及螺旋管圈水冷壁。

所述的670MW超临界塔式褐煤锅炉,所述的主燃烧器采用大风箱结构，由隔板将大风箱分隔成各个风室，在各风箱的出口处布置燃烧器喷嘴，燃烧器布置在炉膛水冷壁的四面墙上，呈八角切圆燃烧的八角布置，每角燃烧器分上中下三组，共计40只燃烧器，煤粉燃烧器为SOFA燃烧器、WR-夹心风式低NOx燃烧器。

所述的670MW超临界塔式褐煤锅炉,所述的塔式布置的锅炉受压部件都悬挂在大板梁上，而这些大板梁是由四根外形为2500X2500mm的主框架来支撑的；回转式空气预热器安装在后面的主要锅炉排柱的钢结构上；锅炉结构是一个三维结构，地面形状为正方形，主要由四个垂直主框架组成；锅炉炉墙通过水平布置钢性梁连接起来，同时通过垂直钢性梁来固定。

有益效果：

1.本发明应用于内蒙既充分利用了褐煤资源，避免了褐煤长途运输带来安全问题，大大降低发电成本而且也促进了内蒙地区及周边省份的经济发展，而且过剩电力可以源源不断输往到京、津唐、华北以及电力紧缺的南方等地区。

本发明满足了电力公司“节能减排”要求而特别研发的，具有良好的社会效应和市场潜力，为国内首台、世界领先的产品。

本发明由于本身没有尾部烟道，因此所有的受热面均布置与炉膛内，而且每级受热面均采用水平布置。同时，为了满足受热面的吊管，从炉膛出口到省煤器出口，每级受热面的横向节距成倍减少。根据每级受热面的设计吸热要求，哈锅在过热器、再热器的布置上进行合理的安排，确保了受热面的运行安全。

本发明超临界的褐煤锅炉与超临界的烟煤锅炉相比，锅炉的效率差在1.5%左右，而电厂效率差别约0.59%左右，供电煤耗差别约4.23 g/kw.h左右。相对于亚临界褐煤锅炉，电厂的效率、锅炉效率、供电煤耗大大的降低。

本发明通过对污染污排放量的比较可以看出，在投运脱硝装置的情况下，本工程的NOx排放量能够达到218.4mg/Nm3的标准，在同类机组中处于领先地位。相对于亚临界机组，考虑到SO2与NOX排放罚款及灰渣的处理与运费，每年可以节省将近500万左右。

本发明对于经济效益和社会效益，机组运行一年，相对于亚临界机组可以节约燃料费用约5670万元。

本发明锅炉过热器和再热器均采用水平布置，实现了自疏水功能，同时加快了启动时间；超临界锅炉的受热面材料档次提供，确保受热面运行安全，同时受压件的材料采用国产化，减低锅炉设计成本；在燃烧器设计方面，应用了哈锅自主研发的配风扇磨制粉系统的八角切圆燃烧技术，提高锅炉对褐煤的适应性，解决了我国大量褐煤不能用于大型锅炉的历史难题；省煤器出口烟道的设计合理，布置简单，降低了烟气侧的阻力，同时简化了尾部烟道的吊挂布置。无炉水循环泵启动成功，该启动流量在同容量的超临界锅炉、超超临界锅炉中均处于较低水平，这样大大的降低了启动时的耗水量。

附图说明：

附图1为本产品的结构示意图。

附图2为本产品的水平视图。

具体实施方式：

实施例1：

一种670MW超临界塔式褐煤锅炉,其组成包括：塔式布置的炉体1，炉体外圈具水冷壁11，水冷壁经过烟道连接空气预热器16，水冷壁通过汽水分离器9连接储水箱7，燃烧器安装在水冷壁内侧四面墙上，水冷壁内部从上至下依次布置有省煤器3、低温再热器2、二级过热器5、高温再热器6、末级过热器4、一级过热器8，省煤器连接水冷壁，水冷壁连接分离器，分离器连接一级过热器，一级过热器连接二级过热器，二级过热器连接末级过热器，低温再热器连接高温再热器。

实施例2：

实施例1所述的670MW超临界塔式褐煤锅炉, 所述的烟道包括炉膛出口烟道14，所述的炉膛出口烟道连接预热器入口烟道15，所述的预热器入口烟道连中装有空气预热器，所述的一级过热器、二级过热器和末级过热器以及低温再热器、高温再热器均采用水平布置。

实施例3：

上述的670MW超临界塔式褐煤锅炉,所述的燃烧器包括SOFA燃烧器12和主燃烧器13。

实施例4：

上述的670MW超临界塔式褐煤锅炉,所述的水冷壁包括垂直管圈水冷壁及螺旋管圈水冷壁。

实施例5：

上述的670MW超临界塔式褐煤锅炉, 所述的主燃烧器采用大风箱结构，由隔板将大风箱分隔成各个风室，在各风箱的出口处布置燃烧器喷嘴，燃烧器布置在炉膛水冷壁的四面墙上，呈八角切圆燃烧的八角布置，每角燃烧器分上中下三组，共计40只燃烧器，煤粉燃烧器为SOFA燃烧器、WR-夹心风式低NOx燃烧器。

实施例6：

上述的670MW超临界塔式褐煤锅炉, 所述的塔式布置的锅炉受压部件都悬挂在大板梁上，而这些大板梁是由四根外形为2500 X2500mm 的主框架来支撑的；回转式空气预热器安装在后面的主要锅炉排柱的钢结构上；锅炉结构是一个三维结构，地面形状为正方形，主要由四个垂直主框架组成；锅炉炉墙通过水平布置钢性梁连接起来，同时通过垂直钢性梁来固定。

实施例7：

上述的670MW超临界塔式褐煤锅炉, 一台锅炉要确定其相关设计参数，最先执行的是根据边界条件（煤质资料、设计要求、环境条件），通过锅炉的传热进行计算。现在大容量锅炉均采用计算机程序进行，也就是所谓的锅炉热力计算程序。对于塔式锅炉，哈锅为首次进行接触，在热力计算方面经验比较少，因此，哈锅吸收和借鉴成功运行的亚临界、超临界机组，在原有的热力计算程序基础上进行开发和完善，同时对程序中的相关系数进行修正，开发出一套适合塔式锅炉的超临界热力计算程序。

机组的安全运行的其中一个指标就是受热面运行是否安全，特别是直流超临界塔式锅炉，由于受热面的布置结构，高温受热面处于烟气温度比较高的区域。因此，锅炉受热面的合理选取在锅炉设计中尤为重要，但锅炉受热面的选取目前主要依靠壁温计算程序。为此，我公司对现有壁温计算程序进行二次再开发，增加相关耐高温的材料种类，同时按照偏差系数较大进行选择材料，使锅炉受热面的选材更加安全可靠。

根据塔式锅炉水冷壁布置的特点，从以下几个方面对水冷壁进行计算研究：

1）提出了多级受热不均回路流量分配的计算方法；

2）编制了水冷壁水动力计算程序；

3）完成了不同回路下的水动力特性计算；

4）研究了不同工况下水冷壁出口的汽温分布、管内质量流速分布、压降特性以及壁温特性；

5）对低负荷运行下水动力的多值性进行分析。

在研究水动力的同时，针对塔式锅炉炉膛的结构特点，开发了水动力计算程序，并且对各设计工况进行校核，确保水动力安全可靠。

燃烧器采用大风箱结构，由隔板将大风箱分隔成若干风室，在各风箱的出口处布置数量不等的燃烧器喷嘴。燃烧器布置在螺旋管圈水冷壁的四面墙上，呈八角切布置，每角燃烧器分上中下三组，共计40只燃烧器。煤粉燃烧器为WR-夹心风式低NOx燃烧器。

塔式布置的锅炉受压部件都悬挂在大板梁上，而这些大板梁是由四根外形为2500X2500mm的主框架来支撑的。回转式空气预热器安装在连到后面的主要锅炉排柱的钢结构上。整个锅炉还通过锅炉自身的结构和垂直钢性梁得到进一步加强。锅炉结构是一个三维结构，地面形状为正方形，主要由四个垂直主框架组成。锅炉炉墙通过水平布置钢性梁连接起来，同时通过垂直钢性梁来固定。

Claims

1.一种670MW超临界塔式褐煤锅炉,其组成包括：塔式布置的炉体，其特征是：所述的炉体外圈具水冷壁，所述的水冷壁经过烟道连接空气预热器，所述的水冷壁通过汽水分离器连接储水箱，燃烧器安装在所述的水冷壁内侧四面墙上，所述的水冷壁内部从上至下依次布置有省煤器、低温再热器、二级过热器、高温再热器、末级过热器、一级过热器，所述的省煤器连接水冷壁，所述的水冷壁连接分离器，所述的分离器连接一级过热器，所述的一级过热器连接二级过热器，所述的二级过热器连接末级过热器，所述的低温再热器连接高温再热器。

2.根据权利要求1所述的670MW超临界塔式褐煤锅炉,其特征是：所述的烟道包括炉膛出口烟道，所述的炉膛出口烟道连接预热器入口烟道，所述的预热器入口烟道连中装有空气预热器，所述的一级过热器、二级过热器和末级过热器以及低温再热器、高温再热器均采用水平布置。

3.根据权利要求1所述的670MW超临界塔式褐煤锅炉,其特征是：所述的燃烧器包括SOFA燃烧器和主燃烧器，所述的水冷壁包括垂直管圈水冷壁及螺旋管圈水冷壁。

4.根据权利要求1或2或3所述的670MW超临界塔式褐煤锅炉,其特征是：所述的主燃烧器采用大风箱结构，由隔板将大风箱分隔成各个风室，在各风箱的出口处布置燃烧器喷嘴，燃烧器布置在炉膛水冷壁的四面墙上，呈八角切圆燃烧的八角布置，每角燃烧器分上中下三组，共计40只燃烧器，煤粉燃烧器为SOFA燃烧器、WR-夹心风式低NOx燃烧器。

5.根据权利要求1或2或3所述的670MW超临界塔式褐煤锅炉,其特征是：所述的塔式布置的锅炉受压部件都悬挂在大板梁上，而这些大板梁是由四根外形为2500X2500mm的主框架来支撑的；回转式空气预热器安装在后面的主要锅炉排柱的钢结构上；锅炉结构是一个三维结构，地面形状为正方形，主要由四个垂直主框架组成；锅炉炉墙通过水平布置钢性梁连接起来，同时通过垂直钢性梁来固定。